อยู่บริเวณส่วนกลางของจังหวัดชุมพร ซึ่งเป็นบริเวณคอคอดกระ ทางฝั่งตะวันออกของอ่าวไทย มีพื้นที่ 748.39 ตารางกิโลเมตร มีอาณาเขตดังนี้

อำเภอเมืองชุมพรมีเนื้อที่ประมาณ 748.39 ตารางกิโลเมตร สภาพภูมิประเทศของอำเภอชุมพรเป็นเทือกเขาด้านตะวันตก พื้นที่ลอนลาดกับที่ราบในตอนกลางและด้านตะวันออก เหมาะสำหรับทำการเกษตร พื้นที่ด้านตะวันตกเป็นเทือกเขาตะนาวศรี ซึ่งเป็นเทือกเขาที่เป็นต้นน้ำลำธารของแม่น้ำสายสำคัญ3สายของอำเภอ ที่ไหลไปทางตะวันออกตามสภาพลาดเอียงของพื้นที่ลงสู่ทะเล คือแม่น้ำท่าตะเภา คลองชุมพรและคลองวิสัย พื้นที่ตอนกลางเป็นลูกคลื่นลอนลาดและลูกคลื่นลอนชัน สลับกันไป เป็นเขตที่มีการเพาะปลูกผลไม้และไม้ยืนต้น ที่พื้นที่ด้านตะวันออกเป็นที่ราบและที่ราบลุ่ม มักจะมีน้ำท่วมขังเป็นประจำทุกปี

อำเภอเมืองชุมพรเป็นเขตที่ได้รับอิทธิพลจากลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ และลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ เป็นสาเหตุให้มีฤดูกาลเพียง2ฤดูคือ

ฤดูร้อน เริ่มตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ – พฤษภาคม โดยในช่วงนี้ทางชายฝั่งทะเลด้านตะวันออกของภาคใต้ได้รับลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้

ฤดูฝน เริ่มตั้งแต่เดือนมิถุนายน – มกราคม ซึ่งเป็นช่วงที่ลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือพัดผ่านอ่าวไทยเข้าสู่ภาคใต้ เป็นมวลอากาศที่มีความชื้นสูง ดังนั้นเมื่อปะทะแนวเทือกเขาตะนาวศรีจึงทำให้เกิดฝนตกชุกตลอดพื้นที่ของ อำเภอ